电子技术帮助瘫痪人群重新行走

这是一个奇怪的场景：一只瘫痪鼠用后腿以一种精确的节奏行走着，而这完全由一台计算机控制。

“这有点儿科学怪人的感觉，”位于瑞士洛桑的洛桑联邦理工学院的神经科学家格雷瓜尔·库尔廷(GregoireCourtine)如此说到。在发表于《科学转化医学》杂志的一篇论文中，库尔廷介绍了他利用电子技术让瘫痪动物恢复流畅逼真的动作而付出的努力。

这项研究是帮助瘫痪人群重新行走的大规模系列活动的一部分，它利用电脉冲迅速移动瘫痪人群的骨髓。这些信号可以替代通常由大脑发出的指令，在脊髓受损后大脑发出的指令会中断。

四位曾瘫痪数年的患者表示，今年春天，来自路易斯维尔大学和加州大学洛杉矶分校的博士与研究人员成功地恢复了这四位患者腿部、臀部、踝部和足尖的活动，他们甚至借助一种植入装置站了起来。这种植入装置利用硬膜外刺激技术来模拟患者的脊髓。

尽管其实现的活动并不太明显——还没有达到让人独立行走的地步，但这一技术让患者能够锻炼其腿部，似乎恢复了一些活动。

到目前为止，对硬膜外刺激的一个限制是，电脉冲并不生成复杂而协调的动作。另外，在人体试验中，刺激质是手动控制的。这就是库尔廷开发出的办法起作用的时候了。通过拍摄行走中的小鼠，这个瑞士团队将图片输送到软件中，而软件则迅速调节刺激模式从而生成同步的跨步动作。

这样的办法能帮人有节奏地行走并保持平衡。“办法越好，就越能让正在受刺激的个体解放出来，从而无需重复做决定，”加州大学洛杉矶分校的生理学家V·雷吉·埃杰顿(V.ReggieEdgerton)说到。埃杰顿已经在患者身上进行了硬膜外刺激试验。

为了输出成果，瑞士科学家切开了六只小鼠的脊髓，而后将软电极植入其骨髓下部。这些小动物还接受了一种叫做血清素致效剂的药物，库尔廷称这种药物可让脊髓做好准备与腿部相通，这一能力原本在受伤后衰竭。小鼠的重量由一个系带支撑，然后被放在一个踏板或带障碍物的跑道上。

“这是首个能够在瘫痪状态下确实地实时调节腿部活动的闭环控制系统，”库尔廷称。每一只小鼠都走了至少连续的一千步，并成功地走过了相应大小的楼梯。

库尔廷的团队希望明年能在一位人类志愿者身上试验他们的想法。“目的是把这个用在康复室中，”库尔廷称，同时提及有证据表明锻炼脊髓和腿部可以在一定程度上恢复被切断的脑部连接。

尽管如此，要让瘫痪人群独立行走，硬膜外刺激技术还有很长的路要走。来自凯斯西储大学的生物工程师亨利·佩卡姆(HunterPeckham)表示，患者希望控制自己的活动，这意味着这些方法的未来版必须要在自动程序和用户选择的活动之间找到平衡点。

库尔廷表示，他的团队正在努力开发脑机界面，比如在大脑运动皮质中植入电极来记录目标活动，这最终或许能使患者通过自己的意念控制脊髓刺激质和自己的腿部活动。

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(原文标题：《新兴技术：利用电子技术帮助瘫痪人群重新行走》)